Apa itu Histeresis?

Histeresis adalah kualitas yang paling sering terlihat pada bahan magnetik dan elastis di mana respons terhadap tegangan atau gaya elektromagnetik pada bahan tertinggal di belakang penerapan gaya yang sebenarnya. Reaksi juga bergantung pada gaya sebelumnya yang diterapkan pada material, dan bukan hanya kondisi tegangan saat ini yang dialaminya. Sederhananya, ini adalah ketergantungan sejarah suatu sistem, dan akar kata dari kata tersebut sebenarnya berarti terlambat atau tertinggal.

Dalam histeresis feromagnetik, prinsip ini diandalkan untuk merekam informasi ke pita penyimpanan magnetik, strip kartu kredit, dan banyak lagi. Saat medan histeresis magnet diterapkan ke media perekaman dan dilepaskan, media tidak kembali ke keadaan magnetisasi nol. Sebagai gantinya, tingkat keteraturan baru ditambahkan ke partikel magnetik dalam material, yang mewakili struktur data yang direkam di sana. Memori magnetik sisa semacam ini hanya dapat dihapus dengan menerapkan muatan magnet dalam arah yang berlawanan, yang dikenal sebagai loop histeresis. Muatan magnet yang ditanamkan dapat menjadi hampir permanen, yang merupakan fitur yang berguna saat menyimpan informasi, dan telah banyak digunakan untuk kaset audio dan hard drive komputer.

Properti loop histeresis juga dapat digunakan untuk menghapus data magnetik dengan menerapkan medan magnet terbalik ke media. Satu di arah yang sama juga dapat digunakan untuk menimpa pola sebelumnya. Fitur berulang atau siklus histeresis dalam feromagnetik ini, bagaimanapun, tidak ada dalam sifat bahan lain.

Memristor, atau resistor memori, adalah komponen yang menunjukkan prinsip rangkaian histeresis. Mereka memiliki kemampuan untuk mempertahankan memori arus histeresis yang melewati mereka dengan mengubah resistensi relatif mereka dalam menanggapinya. Perangkat ini meniru cara kerja sinapsis di otak manusia, dan itu telah menarik perhatian peneliti militer di Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), di Amerika Serikat. Penelitian pada 2010 ditujukan untuk mengembangkan kekuatan superkomputer yang cukup kecil untuk dikemas menjadi volume dua liter, dan memiliki kecerdasan yang setara dengan otak kucing.

Bahan yang agak elastis, seperti logam tipis, dapat menunjukkan efek histeresis termal. Perubahan keselarasan atom logam saat menekuk gigi garpu maju mundur akan menunjukkan histeresis, tetapi, tidak seperti bahan magnetik, logam menjadi kurang responsif dengan penerapan gaya yang berulang. Ini disebut sebagai pengerasan kerja, dan akhirnya mengakibatkan logam menjadi rapuh dan pecah. Logam membangun jeda sebagai respons terhadap gaya dan akhirnya pecah, menyebabkan hilangnya energi sebagai panas, yang disebut sebagai kerugian histeresis.

Model histeresis memiliki aplikasi dalam berbagai disiplin ilmu, teknik, dan bahkan ekonomi. Matematikawan Rusia mulai memodelkan sistem nonlinier berdasarkan prinsip pada 1970-an. Mereka kemudian mengembangkan teori seperti model Preisach, yang dapat digunakan untuk menggambarkan fenomena histeresis dalam berbagai ilmu dari ekonomi hingga tektonik dan superkonduktivitas.